1985年，吉爾·安妮·赫德和詹姆斯·卡梅隆結婚；1989年，詹姆斯·卡梅隆與吉爾·安妮·赫德宣布離婚。
1989年，詹姆斯·卡梅隆與女導演凱瑟琳·畢格羅結婚，但是兩人的感情卻在合作影片《驚爆點》期間因觀點不同產生了裂痕，1991年，詹姆斯·卡梅隆與凱瑟琳·畢格離婚 。
1993年，琳達·漢密爾頓為詹姆斯·卡梅隆生下了女兒約瑟芬。1997年7月，琳達·漢密爾頓與詹姆斯·卡梅隆結婚。1999年二人離婚。
2000年，詹姆斯·卡梅隆與演員蘇西·埃米斯結婚。婚後蘇西·埃米斯退出影壇，為詹姆斯·卡梅隆生下了克萊爾、奎恩和伊麗莎白